摘要：本文针对温室设计了一种分光型覆盖结构,该结构可以使太阳光中的可见光进入温室提供植物光合作用所需光能,近红外光反射到薄膜电池转化成电能。本文利用光学软件模拟不同入射角下该结构的光学特性,室外试验结果表明,该结构全天可见光透过率在36%∼48.9%之间,室内照度为20∼30 klx,基本满足植物生长需求;输出电功率呈现早晚低、正午高的趋势,最大瞬时电功率为27.4 W·m^(−2)。本研究提出的分光型覆盖结构实现了温室中的光谱分频利用,为提高温室全光谱太阳能的综合利用提供了一种新的方法。

摘要：【目的】设计日光温室主动蓄放热冠层增温系统(Active heat storage-release system for canopy warming,AHSCW)并进行实地试验,分析该系统对番茄冠层的增温效果,为进一步探讨主动蓄放热热能的高效应用方式和作物局部增温系统的设计提供参考。【方法】在第六代主动蓄放热系统基础上设计AHSCW,以太阳能为热源,白天通过水循环将太阳能以热能的形式收集于蓄热水池内,夜间通过冠层增温管道释放热量,对番茄冠层进行局部增温。以使用AHSCW的日光温室为试验温室,未加温的日光温室为对照温室,通过测定太阳辐射强度、番茄冠层空气温度、水温及水泵耗电量参数及不同时期番茄的株高、茎粗和产量,对系统的增温效果进行测试与分析。【结果】白天AHSCW的蓄热量为166~194 MJ,夜间放热量为129~142 MJ,能量利用效率为67%~86%;该系统能够提高番茄冠层区域气温1.4~3.0℃;AHSCW温室果实产量为1.14 kg/m^2,是对照温室(0.64 kg/m^2)的1.77倍。【结论】AHSCW可以明显提高番茄冠层气温,保证番茄的越冬生产,促进番茄生长,增加其产量并可使果实提前成熟上市。

摘要：针对现有保温被覆盖方式无法实现翻越拱面顶部覆盖,且卷起后的保温被放置在屋顶给屋面造成额外荷载和室内遮阴的问题,设计一套拱型温室外保温被翻越式铺卷系统(Over-the-top rolling system,ORS)。对ORS的工作方式和零部件参数进行研究,在计算模拟的基础上,选用了蓬松厚度为10mm、压实厚度为2mm的保温被,直径为25mm、壁厚为1.5mm的不锈钢管,直径为2mm的钢丝绳,链号为06B的链条和配套29齿的链轮,功率为400W的电机,并设计了螺距为2mm、22圈宽2mm、深1mm的螺纹、拔摸角度为30°的塔轮,在微缩拱型温室上安装ORS进行模拟试验运行。结果表明:1)ORS采用拉铺覆盖和卷收打开保温被的工作方式实现了保温被翻越屋顶的一体化覆盖,提高了保温被的整体保温性;2)相比保温被放置在屋顶的方式,ORS放置在天沟上减少了屋面拱架荷载42 N/m^2,避免了保温被放置在屋顶造成的33%室内遮阴;3)保温被卷起后平均最大直径为116.2mm,小于模型温室天沟的宽度(320mm),不额外遮阴;牵引绳的张力最大值为736.119N,小于所选择钢丝绳(φ=2mm)的最小破断拉力2296N;ORS最大工作功率为384W,扭矩传感器最大测量值为8849.138N·m,所选电机的额定功率为400W、最大容许扭矩为6×105 N·m,验证了所选规格保温被的厚度、钢丝绳的直径、电机功率和的最大容许扭矩的选型是合理的;4)保温被覆盖和打开的整个工作过程中卷被和卷绳的转速可以同步,验证了塔轮尺寸规格设计的合理性。